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卫星互联网亮相中国航展,这轮竞争广州有望领先一步

2021-09-29 09:55 来源:南方plus 苏力

  卫星互联网这两天很火。

  第十三届中国国际航空航天博览会昨天开幕,低轨宽带通信卫星、能在太空给卫星加油的“补加服务飞行器”、卫星柔性智能生产线在现场沙盘、线上视频全方位展示。

  2021年世界互联网大会乌镇峰会9月26日开幕,大会发布了《世界互联网发展报告2021》,提出以5G、卫星互联网为代表的中国新基建,成为全球经济增长的新动能。

  5G众所周知,但卫星互联网又是何方神圣?在疫情修复式增长中,怎就能担当全球经济增长的新动能了?

  不仅如此,福布斯全球富豪榜第一和第二还正为它掐架。

  埃隆·马斯克的太空探索技术公司(SpaceX)推出星链计划,其卫星互联网今年底将覆盖全球。亚马逊公司创始人杰夫·贝索斯从星链计划挖走其副总裁,提出柯伊伯计划。本来,柯伊伯计划卫星轨道距地面590公里,星链计划距地面约1200公里,但马斯克突然将后者降至距地面540到570公里,想“占住”贝索斯的“天”。亚马逊立即要求美联邦通信委员会不予批准。在社交网络上,马斯克和贝索斯互指对方行为不符合公众利益。

  所谓卫星互联网,是指在地球近地轨道上,由成千上万颗卫星组成的太空巨型星座,每颗卫星就像把地面基站搬上天,为全球任意地点、任意海拔提供稳定网络。地面网络受制于硬件,在互联网全球领先的中国,尚有60%多国土面积(含海洋)无网。

  马斯克和贝索斯争的,就是当年我国后发发展高轨道卫星时,发现早被瓜分的轨道资源,现在轮到了低轨道。地球低轨道通信卫星容量约4万~10万颗,仅马斯克一家就计划发射42000颗,加上同期美国、欧盟、英国、俄罗斯等国家20多家公司公布的计划,等待上天的卫星早已超过10万颗。

  我国目前已在星链计划服务覆盖范围之内。

  自主可控的网络对我们非常重要,不论是产业链供应链稳定性,还是信息安全都是如此,而当前中国还没有自己的商用卫星互联网。曾经,中国地面网络有一段2G跟随、3G突破、4G并进、5G领跑的历史。现在,随着卫星互联网2020年被纳入新基建,新央企中国卫星网络集团2021年成立,其正走出大发展的前夜,从业者常将其类比于地面网络历史,把今天的产业位置描述为当年3G时代的初期,对未来充满期待。

  广州因为曾经有成功经验,是最值得关注的城市之一。中国卫星制造和火箭发射技术突破并不少见,而卫星互联网现在需要把应用技术卖出金钱,再用金钱孵化更先进技术的市场环境。回顾广州北斗产业历史,中国高精度卫星导航装备从上世纪95%的产品进口,到现在国产率95%的逆袭中,广州占全国总数1/5的卫星导航企业,是打通市场腹地经脉的主力军,珠三角还形成了全国产值最大的北斗产业聚集区。

  今年出台的《广东省制造业高质量发展“十四五”规划》和《广州市建设国家数字经济创新发展试验区实施方案》,都把在广州前瞻布局卫星互联网放到靠前位置。

  我们发现,代入广州视角,更容易看清卫星互联网的后劲。为此,本文将从起源、奠基、加速、突破、并起、新局6个阶段,理一理我们的底牌。

  起源:每一个互联网巨头几乎都破产了

  上世纪80年代,里根政府要在太空竞赛中击败苏联,推出“星球大战计划”,发布《商业航天发射方案》,卫星互联网商业开发启动。

  摩托罗拉公司如日中天,要把77颗近地轨道卫星打上天,独享史上首个全球网络。工程师巴里·伯蒂格觉得这项事业该取经典的名字,翻开元素周期表,77号元素是“铱”,便命名为铱星计划。铱星卫星电话商用那天,由美国前副总统戈尔向电话发明者亚历山大·贝尔的曾孙拨通了全球第一通铱星电话。

  他俩放下电话后,每一个10年,都有最顶尖互联网公司入局,最终几乎都破产了。这个阶段的广州企业和后来成功的亚马逊、SpaceX一样,是“互联网巨头坟场”的观望者,更是技术继承者。

  铱星很贵,一台电话机2万元人民币,每分钟话费50元,只有5万多人买单,完败给地面网络公司,破产了。

  上世纪90年代,比尔·盖茨初登全球首富,投资天基网络,与全球星、轨道通信等同行组成“联军”,PK地面网络,结果前期投资时就没钱了,也破产了。

  在新世纪,大家放弃取代地面网络,到大山、大洋等“无网”地区找生意。谷歌卫星互联网项目负责人格雷格·怀勒也放弃谷歌,去英国创办OneWeb公司。孙正义的软银集团给他投资了20亿美元。他是技术专家,还研发了卫星批量生产技术。可他发射110颗卫星后,再开源节流也填不上75亿美元缺口,又破产了。

  广州企业悄然储备了OneWeb式新技术。

  珠三角当时还叫“世界工厂”,常常后发制人,主打卫星导航的广州通信公司技术专家发现,卫星互联网“高烧不退”,美军通讯也大多使用卫星,这一行有前景,便与国内外多家公司就OneWeb式新技术路线谈起了合作,悄然储备了OneWeb式新技术。2006年至2019年堪称技术积累期,那时全国的通信企业多在搞北斗导航,北斗是高轨卫星,与低轨卫星互联网部分技术相同,而广州企业两种技术都在研发。

  大家看好卫星互联网是有原因的。

  卫星按轨道与地球距离,主要分高轨道(距地3.6万公里)、低轨道(距地500—2000公里),如将卫星信号看成手电的一束光,低轨道距离近,单颗卫星信号投射到地面是“点”,成千上万颗才能覆盖全球;高轨道距离很远,投射下来是“面”,3颗覆盖全球。

  比如日本奥运会直播和生活中用的导航,即传统高轨卫星信号,但其在地球同步轨道,仅环赤道一条轨位,“车位”紧缺,我国是后发国家优势不大,信号在3.6万公里间来回,延迟明显。卫星互联网在低轨道,虽然覆盖全球要大量卫星,但延迟小、带宽大、终端设备更简单,能有4G上网效果。卫星多反而能搭载各类配件,搭载5G能上网、搭载摄像头能做遥感、搭载导航能支持自动驾驶,市场很大。

  奠基:北斗企业为今日发展奠定基石

  奠基,指两个维度的发展基础,一是自身发展的基本功,二是外部产业爆发的必要条件。

  第一,正是在上述的技术积累期,广州北斗企业摸索出市场扩张和技术突破的方法论,这是后来卫星互联网发展的基石之一。

  2010年前后,广东生产全国60%车载导航设备,但里面的芯片罕有国产的,高端市场被外企垄断,中低端市场正在打价格战。

  这环境咋整?第一阶段立足成本优势,专攻市场应用,广东省广州市出台前瞻性政策营造营商环境;第二阶段市场牵头倒推技术升级,承接广州产业外溢的珠三角,提供从最开始制板到零部件生产分工精细的产业环境。

  广州出现了产业链“通吃型”企业。广州中海达卫星导航技术股份有限公司有了装备、软件、数据及运营服务等海陆空天、室内外全方位产品。广州海格通信集团的产品囊括芯片、模块、天线、终端、系统、运营全产业链。

  2020珠峰高程测量使用了中海达装备。图为冲顶前夕,测量队员在风雪中调试中海达VNet8。

  更狠的是,一批广州北斗企业勇猛追求技高价廉。泰斗微电子科技有限公司为了自主研发定位导航芯片,大部分高管抵押了房产,给研发人员发工资,终于产出了关键技术达国际主流水平、性价比更优的芯片,拿下了三分之一国产北斗芯片市场份额。

  广州慢慢成为北斗终端产品、市场应用的前沿,卫星导航企业占全国总数1/5,珠三角超过京津冀成为我国产值最大的北斗产业聚集区。我国高精度卫星导航装备市场国产率也从5%暴涨到95%。《2021中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》统计,全国卫星导航与位置服务产业产值从2011至2020年年均增长约20%。

  从今天来看,卫星互联网产业链主要分卫星制造、发射、地面基站及终端设备、运营服务4个环节,后2个环节产值占比超过九成,北斗终端产品、市场应用可以说是精准打好了环境基础。今年广州北斗企业陆续进军卫星互联网产业,那股技术狠劲也将派上大用场。

  第二,成本这个让行业巨头不断破产的最大难题终于解决了。

  历史很巧合,里根公布“星球大战计划”那一年,12岁的马斯克对太空充满好奇,设计了一款名叫“Blastar”的太空游戏软件,大赚500美元,从此开启了他善用技术、金钱大胆追逐太空理想的人生旅程。

  他成立SpaceX公司,提出目标是移民火星,低成本火箭便是基础设施。他从美国国家航空航天局(NASA)和谷歌等巨头拿到超过50亿美元资金,旗下SpaceX为代表的科技企业研发了人类史上首个可回收重复使用的运载火箭猎鹰9号,在卫星制造中用标准化、批量化的低价工业级产品替代昂贵的航天级产品,还成功将单支火箭能运载卫星数量增加到60个,形成了一个体系产业支撑的廉价卫星蜂群融合通信骨干网,把成本按数量级标准大幅降低。

  据《中国商业航天产业投资报告》估算,商业卫星制造成本约376万美元/颗,发射成本约470万美元/颗。上述系列操作下来,马斯克的卫星制造成本低于50万美元/颗,下降近九分之八;发射成本低于200万美元/颗,下降三分之二多。

  卫星互联网,开始高歌猛进。

  加速:出现三个发展机遇

  高歌猛进中,出现了三种“加速度”。

  首先,卫星互联网盈利超过成本,市场越来越大。

  SpaceX掌握了卫星、火箭、火箭发射和回收技术、卫星运营和服务全产业链的话语权,星链计划已经将1737颗卫星送入轨道,网络在6个国家落地,有超过69420名活跃用户。马斯克对媒体算账,星链计划总成本约300亿美元,只要拿下全球通信市场的5%,每年收入就将超过500亿美元。

  从全球看,摩根士丹利一份报告预计,到2040年全球太空经济价值达1万亿美元,卫星互联网占这个市场增长的70%。

  从中国看,未来宇航研究院预测,2025年全国全产业链市场规模可达800亿美元。申万宏源研究预测,到2027年,全国仅产业链下游的卫星运营市场规模就有1000亿美元。

  中国运载火箭技术研究院原院长梁小虹的形容最直接:“猪可以吹起来,马可以吹起来,什么都可以吹起来,这里将诞生出无数独角兽。”

  其次,与30年前不同,如今卫星互联网的必要性更加突出。

  中国科学院院士尹浩在《天基信息网络发展问题》中指出,中国60%多国土面积(含海洋)没有地面网络信号,三大运营商网络只覆盖本土陆地和近海。

  卫星互联网既直接解决上述问题,还可以让飞机乘客用4G网速上网,每年全国民航约6亿人次的乘客,几乎都得忍受断网的痛苦。近期河南、河北洪涝冲毁基站断网难题,也可一并解决。

  再次,广州企业面前涌现了至少三步商业前景。

  第一步,中国卫星网络集团整合、建设大型卫星互联网星座,上游大量卫星发射上天,利好下游地面基站及终端设备环节,这正是广州在全国领先环节。

  第二步,卫星互联网星座实现通信、导航、遥感一体化应用融合网络,下游运营服务环节大幅拓展,广州正是全国资源要素流入珠三角的重要节点。

  第三步,卫星互联网是全球网络,在地面网络落后的国家,只要落户信关站,便打开了大市场。据国际电信联盟统计,发展中国家人口上网比例仅为47%,最不发达国家上网比例仅为19.1%,非洲和部分东南亚国家尤甚。在这些地区,广州企业良好经营基础也领先。

  正如前文类比,中国卫星互联网迈过“2G跟随”、正在“3G突破”,谁率先抓住机遇实现突破,谁就能享受后发优势的红利。

  突破:“地面就是珠三角的天下了”

  按照我国各大产业跨越式发展的“剧本”,解决产业链上游成本问题后,便该打通下游应用市场腹地,而卫星互联网首要的是落地应用起来。业内有一句话:“地面就是珠三角的天下了。”

  格局大致如今年公布的《广东省制造业高质量发展“十四五”规划》所示:广州、深圳、珠海等市打造集卫星芯片、终端、关键元器件制造为一体的卫星装备产业集聚区。广州、深圳、珠海、惠州依托龙头企业建立卫星产业园区和产业基地,加快推进卫星应用基础设施和地面综合服务平台建设。

  我们再次看到了广州北斗产业技术狠劲,向产业链中游的地面基站及终端设备突破“卡脖子”难题。

  据广州海格通信官网消息,该公司入选中国“新基建”卫星互联网十佳企业,积极布局卫星互联网核心技术的研究和关键芯片、设备的开发,历经3年技术攻关,成为国内卫星通信标准体系的主要牵头单位之一,成功研发了用户终端相控阵天线必不可少的关键芯片——射频T/R芯片,并联合业内相关优秀合作伙伴,研制卫星互联网终端、地面信关站卫星基站和核心网等核心设备。

  北斗产业“通吃型”产业链也再现端倪,广州多家专精特新企业组建“联合体”,牵头研制核心设备,迅速形成竞争力,5G卫星互联网有望在广州首发。

  “联合体”中的广州程星通信科技有限公司由曾管理中兴通讯百人研发团队、自主研发微波ODU产品实现进口替代的贾鹏程创办,他再之前在美国凯普无线通信公司担任技术总监。早在2013年,程星通信已经占了卫星通信高端功放领域市场份额第一。

  贾鹏程和团队革新新型微波技术,将阵列天线技术和新一代的芯片技术深度融合,让卫星互联网也能接近5G标准通信速率,他们还改造地面终端,研发新型阵列天线和高性能的半导体芯片,降成本、降体积、降重量、降功耗,新产微波设备一只手就能举起来,可以安装在无人机、无人车和工程设备上。

  程星通信科技公司研发现场。

  广州和珠三角追求落地的底气,是我国扎实的后发优势。2014年11月,国务院发布文鼓励民间资本参与商业航天,新一幕开启。6年来,与美国不同,我国是步骤鲜明的协作式发展。

  政府负责引导,国家发展改革委将卫星互联网纳入新基建,多部门出台扶持政策,向国际电信联盟提交共12992颗卫星的星座计划。

  国防科技工业央企做基建,中国航天科技集团公布鸿雁星座计划,实现年产130颗卫星总装能力,中国航天科工集团提出虹云工程,计划发射156颗卫星实现全球组网。

  三大运营商和民营企业充实产业链,中国电信、中国移动、中国联通推出商用产品,20多家上市公司、200家多家商业航天企业入局。

  行业龙头央企牵头集中力量提质增速,中国卫星网络集团2021年4月成立,在97家央企中排名26,紧随三大运营商之后,旨在统筹全产业链资源,快速构建一张强大的中国卫星互联网。

  于是,大门开启,群雄并起。

  并起:资金政策技术三方涌动,城市群和龙头企业群交叉布局

  资金、政策、技术三方搅热了卫星互联网产业;城市群和龙头企业群的交叉布局,又进一步丰富了全国卫星互联网格局。

  互联网企业的钱,率先找到了卫星互联网。

  小米集团董事长兼CEO雷军是全国人大代表,他近两届全国两会连续提交推动卫星互联网行业发展的建议。银河航天(北京)科技有限公司2020年1月发射首颗宽带通信卫星时,他发微博说:“它拉开了中国商业航天科创新时代的帷幕。我非常看好商业航天的未来。”

  因为这是他投资的四家商业航天公司之一。两家造卫星:北京千乘探索、北京银河航天;两家造火箭:北京星际荣耀、江苏深蓝航天。银河航天的一大发展目标就是快速构建新一代互联网卫星的低成本批量化制造能力,这是当前中国卫星互联网发展的核心堵点。

  卫星上天10个月后,银河航天又完成了一轮融资,而该轮融资由南通开发区智能制造产业投资基金领投,城市的关注也来了。

  2018年至今,北京、上海、广州、重庆、杭州、南京、西安、武汉、青岛等许多城市,布局卫星互联网的积极性比互联网企业更高。

  曾经,我国卫星互联网企业和创新资源主要在华北、华东地区,产业基地主要在华东、中南和西南,环渤海经济圈卫星互联网重点企业数量最集中。

  有人想巩固,有人想破局。

  北京、上海高举高打,利用央企、大型民企、科研院所扎堆、人才集聚的优势,直接建设卫星互联网星座,想在“十四五”期间就打造覆盖火箭、卫星、地面终端、运营服务的全产业链。

  重庆精准合作,2019年鸿雁星座正火的时候,它的运营企业东方红卫星移动通信有限公司在重庆两江新区开业。中国卫星网络集团成立2个月后,重庆与其签署了战略合作协议,打造全国太空互联网总部基地。

  其他城市则是地方政府引进、扶持1—2家火箭、卫星企业,再利用引入明星公司招商引资聚集发展,待产业链聚集成系统后,最后扶持整个系统发展。

  不少制造业龙头企业进军卫星互联网,在各个城市间“游走”。

  以在广州投资的企业为例,吉利科技集团2021年3月在广州南沙设立了其全国唯一航天业务集团总部。

  吉利航天业务集团总部落户南沙。

  仅一年前,吉利科技集团旗下的卫星工厂星空智联基地在浙江台州动工。这是全国首个由商业公司主导的卫星工厂,总投资23亿元,每年生产500颗卫星,预计今年10月投产。吉利把卫星核心零部件制造、测控、航天材料等集中在此生产,还把汽车模块化生产技术移植到这个基地,希望降低成本,缩短研发周期。

  此外,吉利科技集团又在青岛投资41亿元建立卫星移动通信终端制造基地。

  新局:广州版“上游火箭+中游卫星+下游应用”产业闭环

  市场的春江水暖,广州立即有了体会。

  广州程星通信提出未来10年目标是达到30亿元销售额,成为国内卫星互联网行业领先企业。与此同时,这家公司也被合肥、武汉等城市招商,陆续设立子公司。

  海格通信给核心骨干的薪水,属于行业较好水平,但这家企业发现,一些新兴卫星互联网企业刚创业,就敢于开出三倍甚至更高工资挖人。卫星互联网领域人才的稀缺和初创企业的增长,进一步增加了广州留住人才的难度。

  正如前文分析,广州和珠三角的整体优势是市场应用,但强有力的产业闭环才是市场源头活水。

  广州在上游产业的缺失,有上个时代区域分工的原因,当年我国形成了北京和上海作为火箭总体单位所在地、陕西作为火箭发动机研发中心,酒泉、西昌、太原作为发射中心,一批配套企业分布各省市的基本格局。但广州作为老工业城市,汽车、电子、造船等产业基础好,南沙正在补链。2021年有三个项目引人注目。

  第一个是北京中科宇航探索技术有限公司的中科空天飞行科技产业化基地项目在南沙动工,预计2022年竣工,打造国内首个全产业链商业航天产业基地,还提出力争将广州打造为中国航天的第三极。

  中科宇航实力不俗,副董事长郑军说,“今年秋天,我们自主研制的国内最大运载能力中型固体运载火箭将首飞。”而南沙基地年产30发火箭产品,比武汉快舟火箭基地还多了10发。最重要的是,为广州集聚空天飞行器研制、总装总测、宇航动力、卫星研制等高端装备制造资源,牵引测控运维、发射服务、关键部件等上下游企业构建了全产业链集群。

  广州打造国内首个全产业链商业航天产业基地。

  第二个是吉利科技集团宣布在南沙设立时空探索科技有限公司,“南沙是粤港澳大湾区的几何中心,”吉利科技集团CEO徐志豪说,时空探索则是吉利全国唯一的航天业务集团总部。该公司管理运营时空道宇、上合航天、星空智联、欧科微等核心企业,项目产值规模超过100亿元,要打造中国—东盟商业航天第一高地。

  第三个是TCL在广州成立摩星半导体(广东)公司,产品涉及卫星导航多模增强应用服务系统集成、卫星遥感应用系统集成、卫星技术综合应用系统集成等业务,覆盖了卫星通信、导航、遥感等应用方向。

  广州在2021年初步形成“上游火箭+中游卫星+下游应用”的商业航天产业闭环,在一定程度上形成比国内相关产业优势地区更完善的产业生态。比如北京、上海星、箭齐备,但商业航天领域仍待进一步发展;西安、成都、武汉等地虽拥有航天产品供应链的一部分,但制造业基础、配套能力在国内不算领先。

  在中国卫星互联网即将大发展的前夜,广州产业有闭环优势,降低产业发展成本前景可期。

  【南方日报、南方+记者】苏力

编辑:刘帅
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